PENDAHULUAN

1.1. Arsitek dan Bangunan Tinggi

Karya arsitektur merupakan hasil kolaborasi dari berbagai disiplin ilmu yang

dirangkum dalam bentuk rancangan. Gagasan dasar muncul dari kreativitas sang arsitek,

baik dalam bentuk intuisi (black box) maupun dalam bentuk pemrograman (glass box).

Rancangan yang dihasilkan oleh para arsitek selanjutnya diekspresikan menjadi sebuah

bangunan, yang merupakan persatuan dari pertimbangan dan rumusan konsep=onsep

system bangunan (arsitektural, struktural, mekanikal dan elektrikal) serta lingkungan

sekitar.

Penemuan berbagai bidang teknologi yang mendukung karya arsitektur, terutama

dibidang struktural, konstruksi, mekanikal dan elektrikal serta bahan bangunan. Ditambah

dengan semakin langka dan mahalnya lahan di kota besar, maka mendirikan bangunan

bertingkat tinggi menjadi pilihan yang dilakukan untuk mengoptimasikan nilai ekonomis

bangunan tersebut.

Pendekatan dalam membuat rancangan bangunan tinggi dapat digambarkan pada bagan

alur berikut.

Pemasukan

Alokasi Kebutuhan Fungsi

Bangunan

Struktural (dan metode

Konstruksi)

Mekanikal (Transportasi Vertikal

dan Tata Udara)

Elektrikal (Daya Listrik dan

Penerangan)

Arsitektural (Estetika)

(Sumber : Sistem Bangunan Tinggi, hal. 2)

1.2. Bangunan Tinggi dan Struktur Penunjangnya

Seorang arsitek harus mendekati perancangan bangunan sebagai system menyeluruh di

mana struktur penunjang fisik sebagai bagian organic tumbuh bersama rancangan

bangunan tersebut; struktur tidak bisa lagi dipandang sebagai suatu tambahan terpisah yang

tidak berhubungan, untuk kemudian dimuat di dalam ruang fungsional oleh seorang

Insinyur. Bangunan harus mampu menghadapi gaya-gaya vertikal gravitasi dan gaya-gaya

horizontal angin di atas tanah serta gaya-gaya gempa di bawah tanah.

Kulit bangunan harus menahan perbedaan suhu, tekanan udara, dan kelembapan antara

lingkungan luar dan dalam bangunan. Unsur-unsur struktur bangunan harus tanggap

terhadap semua gaya ini. Batang-batangnya harus disusun dan disambung satu sama lain

sehingga dapat menyerap gaya-gaya ini dan meneruskannya dengan aman ke tanah dengan

usaha sedikit mungkin.

Unsur-unsur struktur adalah tulang punggung yang penting untuk “badan” bangunan,

dan seorang arsitek yang mampu mengendalikan unsur-unsur struktur dan

menampilkannya untuk mengungkapkan hakikat bangunanlah yang dapat mengidentifikasi

dan mencerminkan tujuan pembangunannya sebagai suatu wadah untuk interaksi berbagai

system kegiatan yang berbeda.

(Sumber : Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi, hal. 4)

Analisa Tekno-Ekonomi (Biaya Daur Hidup)

Penghasilan

PEMBAHASAN

2.1. Aksi Pembebanan pada Bangunan Tinggi

1. Pembebanan pada Bangunan

a. Beban Mati

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu bangunan yang bersifat

tetap, termasuk segala unsur tambahan, mesin-mesin serta peralatan tetap (fixed

equipment) yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari bangunan itu.

b. Beban Hidup

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akiba penghunian atau

penggunaan suatu bangunan, dan di dalamnya termasuk beban-beban pada lantai

yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah, mesin-mesin serta peralatan

yang tidak merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari bangunan dan dapat

diganti selama masa hidup dari bangunan itu, sehingga mengakibatkan perubahan

dalam pembebanan lantai dan atap bangunan tersebut.

Khusus untuk atap yang dianggap beban hidup termasuk beban yang berasal

dari air hujan akibat tekanan jatuh butiran air. Beban hidup tidak termasuk beban

angin dan beban gempa.

c. Beban Angin

Beban angin adalam semua beban yang bekerja pada bangunan, atau bagian

bangunan, yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara.

Tekanan tiup diambil minimum 25 kg/m², dan di tepi laut sampai sejauh 5 km

dari pantai harus diambil minimum 40 kg/m².

d. Beban Gempa

Beban gempa adalah semua beban static ekivalen yang bekerja pada bangunan

atau bagian bangunan yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa

itu. Beban gempa disini adalah gaya-gaya di dalam struktur tersebut yang terjadi

oleh gerakan tanah akibat gempa itu.

(Sumber : Sistem Bangunan Tinggi, hal.25)

2. Sistem Penahan Gaya Vertikal

Beban gravitasi merupakan beban yang berasal dari beban mati struktur dan beban

hidup yang besarnya disesuaikan dengan fungsi bangunan. Struktur lantai merupakan

bagian terbesar dari struktur bangunan, sehingga pemilihan lantai harus diteliti dengan

baik, diantaranya :

a. Pertimbangan terhadap berat sendiri latai, makin ringan beban lantai makin

3. Sistem Penahan Gaya Lateral

3.2. Struktur Bangunan Tinggi

1. Struktur Dinding Pendukung

Struktur ini menggunakan teknik konstruksi batu dan panel beton pracetak

menjadikan konsep dinding pendukung cukup ekonomis pada bangunan tinggi berorede

sedang. Jenis bangunan yang menuntut banyak pembagian ruang, seperti apartemen

dan hotel, cocok dengan konstruksi ini.

Prinsip dinding pendukung dapat diterapkan pada berbagai tata letak dan bentuk

bangunan. Beberapa penggunaannya pada bangunan tinggi dengan orde antara 10

sampai 20 lantai. Bentuk denah berbeda-beda, dari bentuk persegi panjang hingga bulat

dan segitiga.

Struktur dinding pendukung pada umumnya terdiri dari susunan linear. Kita

membaginya dalam tiga kelompok utama.

a. Sistem dinding melintang, terdiri atas dinding-dinding linear yang diletakan

tegak lurus terhadap panjang bangunan.

b. Sistem dinding membujur, terdiri dari dinding-dinding linear yang diletakan

sejajar dengan panjang bangunan sehingga membentuk tampak depan.

c. Sistem dua arah, terdiri dari peletakan dinding-dinding pada kedua arah.

Susunan ini dapat terlihat jelas pada bangunan dengan denah persegi, tetapi sulit

untuk yang berbentuk lebih rumit. Reaksi struktur dinding pendukung terhadap

pembebanan bergantung pada bahan yang digunakan serta jenis interaksi yang terjadi

antara bidang lantai horizontal dengan bidang dinding vertikal.

Dalam konstruksi batu dan sebagian sistem beton pracetak kita menggambarkan

struktur lantai disendikan pada dinding menerus, sedangkan pada bangunan beton cor

setempat, plat dan dindingnya benar-benar menerus. Jelaslah bahwa bangunan beton

lebih kaku daripada system struktur batubersendi; hal ini menjadikan beton lebih

ekonomis untuk struktur bangunan yang lebih tinggi.

Beban vertikal diteruskan sebagai momen melalui struktur lantai langsung ke

dinding. Bentang lantai yang lazim berkisar antara 12-25 kaki dan antara lain

bergantung pada kapasitas bawa dan kekauan lateral dari system lantai. Karena dinding

menahan menahan beban bagaikan kolon tipis memanjang, kestabilannya harus

diperiksa terhadap tekuk.

Bukaan dinding hendaknya ditempatkan pada sumbu vertikal yang sama untuk

menghindari tegangan beban yang diakibatkan oleh hubungan eksentris lantai terhadap

dinding.

2. Struktur Inti Geser

Sistem dinding pendukung linear cukup sesuai untuk bangunan apartemen yang

kebutuhan fungsi dan utilitasnya tetap. Akan tetapi bangunan komersial memerlukan

fleksibilitas tata letak maksimum yang memerlukan ruang-ruang terbuka yang lebar dan

dapat dibagi-bagi dengan dinding partisi yang dapat dipindahkan.

Suatu pemecahan yang lazim digunakan adalah dengan menempatkan sistem-sistem

transportasi vertikal dan distribusi energy sehingga membentuk satu atau beberapa inti,

bergantung pada ukuran dan fungsi bangunan. Ciri khas dari sistem inti:

a. Bentuk inti

- Inti terbuka dan tertutup

- Inti tunggal dan dalam kombinasi dengan inti linear

b. Jumlah inti : tunggal dan jamak

c. Letak inti : di dalam dan di sekeliling ataupun diluar

d. Susunan inti : simetris dan asimetris

e. Geometri bangunan sebagai penentu bentuk bangunan : langsung dan tidak

langsung

Inti dapat terbuat dari baja, beton ataupun gabungan keduanya. Inti dari rangka baja

bisa menggunakan prinsip kuda-kuda vierendeel untuk mencapai kestabilan lateral.

Sistem virendeel ini cukup fleksibel sehingga hanya digunaan untuk bangunan

bertingkat relative sedikit. Keuntungan penggunaan rangka baja adalah karena relative

cepatnya perakitan batang-batang prefab.

Inti beton menghasilkan ruang selain juga memikul beban, dan pertimbangan

khusus terhadap kebakaran tidak diperlukan. Ketiadaan pelenturan pada bahan beton

merupakan kelemahannya. Terutama beban gempa.

Inti geser dapat dibayangkan sebagai penahan lateral bagaikan balok besar yang

terkantilever dari tanah. Oleh karena itu, tegangan geser dan lentur yang bekerja pada

inti menyerupai balok berpenampangan persegi. Terdapat dua perkembangan sistem

inti geser, yaitu :

1. Sistem Bangunan Terkantilever

Sistem bangunan terkantilever sebenarnya bukanlah jenis yang lazim digunakan

karena fleksibilitas struktur lantai terkantilever dan besi tulangan yang diperlukan

untuk menahan momen negative dari plat harus banyak sekali. Namun pemiklan

sistem lantai dari sebuah inti pusat akan memungkinkan ruang bebas kolom yang

batas kekuatan platnya adalah batas besar ukuran ruang.

2. Sistem Bangunan Gantung

Sistem ini memungkinkan penggunaan bahan secara efisien dengan

menggunakan penggantung sebagai pengganti kolom untuk memikul beban lantai.

Kabel-kabel akan meneruskan beban gravitasi ke rangka di bagian atas yang

terkanlever dari inti pusat.

3. Struktur Rangka Kaku

Sistem rangka kaku pada umumnya berupa grid persegi teratur terdiri dari balok

horizontal dan kolom vertikal yang dihubungkan di suatu bidang dengan menggunakan

sambungan kaku (rigid). Rangka ini bisa satu bidang dengan dinding interior bangunan

atau sebidang dengan fasade bangunan. Prinsip rangka kaku akan ekonomis sampai 30

lantai untuk rangka baja dan sampai 20 lantai untuk rangka beton. Beberapa tipikal

rangka kaku :

1. Rangka melintang sejajar

2. Rangka pembungkus

3. Rangka melintang dua arah

4. Rangka pada grid polygon

Perbedaan gambar denah membuat penerapan sistem-sistem struktur menjadi

berbagai jenis pola grid, diantaranya:

1. Rangka melintang sejajar

a. Pada grid persegi tipikal

b. Pada grid persegi dengan grid interior offset

c. Pada grid radial

d. Pada grid lengkung

e. Pada dua sumbu

2. Rangka luar

a. Rangka luar dengan rangka inti melintang

b. Rangka luar dan dalam pada grid persegi

c. Rangka dua arah : grid persegi

3. Rangka pada grid polygon ; bentuk kompleks bersifat hamper oganik

Kapasitas beban rangka rangka sangat bergantung pada kekuatan balok dan kolom

individual: kapasitasnya menurun sebanding dengan kenaikan tinggi lantai dan jarak

antarkolom.

4. Struktur Dinding Balok : Sistem Trus Interpasial dan Staggered

Struktur ini merupakan struktur dengan balok-balok setinggi satu lantai yang

membentang pada arah pendek bangunan. Balok dan dinding ini bisa berupa rangka

baja atau beton, atau dapat pula berupa dinding masif.

a. Sistem trus interpasial

Rangka digunakan pada lantai antara serta mendukung bagian atas dan bagian

bawah plat lantai. Ruang bebas yang tercipta pada lantai antara sangat

menguntungkan untuk jenis bangunan tertentu yang memerlukan fleksibilitas dalam

perencanaan.

b. Staggered

Strukstur ini lebih kuat disbanding struktur interspasial. Di sini rangka

digunakan pada setiap lantai, dan disusun menurut pola berselang-seling. Dengan

membuat rangka berselang-seling pada suatu lantai dengan lantai lainnya, dapat

dihasilkan ruang bebas yang cuup besar, sedangkan plat lantai digunakan untuk

membentang separuh dari jarak rangka tersebut. Plat-plat lantai ini menumpu pada

bagian atas salah satu rangka dan menggantung pada bagian bawah lantai di

atasnya.

Sistem ini menghemat 40 % bahan baja dibandingkan dengan rangka kaku

konvensional untuk bangunan tinggi dan memerlukan lebih sedikit sambungan

lapangan karena prinsip membuat rangka yang berselang-seling. Sistem ini telah

diterapkan pada bangunan dengan ketinggian sampai 30 lantai.

5. Sistem Bangunan Rangka-Dinding Geser

6. Sistem Bangunan Plat Rata

7. Bangunan Komposit

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

1. Perbandingan Sistem-Sistem Struktur Bangunan Tinggi

3.2. Daftar Pustaka